公开/公告号CN113235185A
专利类型发明专利
公开/公告日2021-08-10
原文格式PDF
申请/专利权人 晋江市飞顺郎鞋业有限公司;
申请/专利号CN202110707534.8
发明设计人 刘瑶坤;
申请日2021-06-24
分类号D01F8/12(20060101);D01F1/10(20060101);
代理机构35231 泉州协创知识产权代理事务所(普通合伙);
代理人郑浩
地址 362200 福建省泉州市晋江市陈埭镇岸兜村晋新北路168号
入库时间 2023-06-19 12:11:54
技术领域
本发明涉及复合纤维技术领域，具体涉及一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维及其制备方法。
背景技术
化学纤维，指的是用天然的或人工合成的高分子物质为原料制成的纤维。根据原料来源的不同，可分为以天然高分子物质为原料的人造纤维和以合成高分子物质为原料的合成纤维。
化学纤维的制备，通常是先把天然的或合成的高分子物质或无机物制成纺丝熔体或溶液，然后经过过滤、计量，由喷丝头(板)挤出成为液态细流，接着凝固而成纤维。此时的纤维称为初生纤维，它的力学性能很差，必须经过一系列后加工工序才能符合纺织加工和使用要求。后加工主要针对纤维进行拉伸和热定形，以提高纤维的力学性能和尺寸稳定性。拉伸是使初生纤维中大分子或结构单元沿着纤维轴取向；热定形主要是使纤维中内应力松弛。湿纺纤维的后加工还包括水洗、上油、干燥等工序。纺制长丝时，经上述工序即可卷绕成筒；纺制短纤维时还须增加卷曲、切断和打包等工序。
聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺，聚酰胺品种多达几十种，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。
但是，目前所使用的飞织鞋面布用纤维存在以下问题：
1、耐磨性能较差，不能满足飞织鞋面布(尤其是户外运动鞋、军用鞋、劳保鞋等)的使用要求；
2、防水性能差，在户外穿着容易沾湿；
3、力学性能较差，不具有防污特性等综合性能较差。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维及其制备方法，可有效解决以上问题。本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维通过精选原料组成，优化各原料含量，选用了适当比例的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，制成的飞织鞋面布具有优异的耐磨性能，和良好的疏水性能，防水性能好；本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维还具有力学强度高；防污特性好等优点。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺65～75份、
聚十二烷酰己二胺7～10份、
聚偏氟乙烯12～16份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物20～28份、
碳纤维5～7份、
硅烷偶联剂处理石英粉4～5.6份、
抗紫外线剂2～4份、
抗氧化剂2～4份、
热稳定剂2～4份。
本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维通过精选原料组成，优化各原料含量，选用了适当比例的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，制成的飞织鞋面布具有优异的耐磨性能，和良好的疏水性能，防水性能好；本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维还具有力学强度高；防污特性好等优点。
优选的，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺70份、
聚十二烷酰己二胺8.5份、
聚偏氟乙烯14份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物24份、
碳纤维6份、
硅烷偶联剂处理石英粉4.8份、
抗紫外线剂3份、
抗氧化剂3份、
热稳定剂3份。
优选的，所述碳纤维为氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物。
优选的，所述氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物中氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的质量之比为1：1.35～1.42。
优选的，所述氨气处理碳纤维为采用低温氨气等离子法对碳纤维进行表面处理后得到的氨气处理碳纤维。
优选的，所述硅烷偶联剂处理石英粉为采用混合硅烷偶联剂处理后的石英粉；所述混合硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物。
优选的，所述硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物中硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的质量之比为1：0.38～0.44。
优选的，所述抗紫外线剂为水杨酸酯类紫外吸收剂和苯酮类紫外吸收剂中的至少一种。
优选的，所述抗氧化剂为受阻胺系抗氧化剂、受阻酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂中的至少一种。
优选的，所述热稳定剂为有机羧酸的金属盐、有机磷化合物和酚类化合物中的至少一种。
本发明还提供一种所述的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份称取聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，并将所述的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物分别进行烘干；然后将烘干后的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，与碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂混合均匀；
B、将混合后的原料送入双螺杆挤出机熔融成复合熔体；
C、将所述复合熔体送入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维通过精选原料组成，优化各原料含量，选用了适当比例的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，制成的飞织鞋面布具有优异的耐磨性能，和良好的疏水性能，防水性能好。
此外，参照ASTM D5035条件测试得到本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维(实施例2至实施例4)制成的飞织鞋面布的横向断裂强度在10.8N·mm
本发明采用适当比例的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺，作为主要原料，两者相互配合，起到良好的协同作用，既保证了产品优良的耐磨性能，还使产品兼具收缩率、耐水解性，尺寸稳定性好等优点。
本发明中添加了适当比例的聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，两者相互配合，起到良好的协同作用，大幅提升了本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维的疏水性能，保证了防水性能优良；尤其是三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物使本发明的各原料相容分散性良好，且与其他组分相互配合，进一步提升了产品的耐磨性能。还进一步提升了产品的防污特性。
本发明中添加了适当比例的碳纤维；所述碳纤维为氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物。所述氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物中氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的质量之比为1：1.35～1.42。所述氨气处理碳纤维为采用低温氨气等离子法对碳纤维进行表面处理后得到的氨气处理碳纤维。在本发明的原料体系中，相容性良好，相互配合，起到良好的协同作用，起到良好的减摩左右；从而大幅提升产品的耐磨性能；还进一步提升了产品的防污特性。
本发明中添加了适当比例的硅烷偶联剂处理石英粉，所述硅烷偶联剂处理石英粉为采用混合硅烷偶联剂处理后的石英粉；所述混合硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物。所述硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物中硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的质量之比为1：0.38～0.44。在本发明的原料体系中，相容性良好，并主要与碳纤维相互配合，起到良好的协同作用，大幅提升产品的耐磨性能；还具有良好增强左右，提升产品的力学性能。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺65～75份、
聚十二烷酰己二胺7～10份、
聚偏氟乙烯12～16份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物20～28份、
碳纤维5～7份、
硅烷偶联剂处理石英粉4～5.6份、
抗紫外线剂2～4份、
抗氧化剂2～4份、
热稳定剂2～4份。
在本实施例中，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维优选由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺70份、
聚十二烷酰己二胺8.5份、
聚偏氟乙烯14份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物24份、
碳纤维6份、
硅烷偶联剂处理石英粉4.8份、
抗紫外线剂3份、
抗氧化剂3份、
热稳定剂3份。
在本实施例中，所述碳纤维优选为氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物。
在本实施例中，所述氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物中氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的质量之比优选为1：1.35～1.42。
在本实施例中，所述氨气处理碳纤维优选为采用低温氨气等离子法对碳纤维进行表面处理后得到的氨气处理碳纤维。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂处理石英粉优选为采用混合硅烷偶联剂处理后的石英粉；所述混合硅烷偶联剂优选为硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物中硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的质量之比优选为1：0.38～0.44。
在本实施例中，所述抗紫外线剂优选为水杨酸酯类紫外吸收剂和苯酮类紫外吸收剂中的至少一种。
在本实施例中，所述抗氧化剂优选为受阻胺系抗氧化剂、受阻酚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂中的至少一种。
在本实施例中，所述热稳定剂优选为有机羧酸的金属盐、有机磷化合物和酚类化合物中的至少一种。
本实施例还提供一种所述的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份称取聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，并将所述的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物分别进行烘干；然后将烘干后的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，与碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂混合均匀；
B、将混合后的原料送入双螺杆挤出机熔融成复合熔体；
C、将所述复合熔体送入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维。
实施例2：
一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺65份、
聚十二烷酰己二胺7份、
聚偏氟乙烯12份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物20份、
碳纤维5份、
硅烷偶联剂处理石英粉4份、
抗紫外线剂2份、
抗氧化剂2份、
热稳定剂2份。
在本实施例中，所述碳纤维为氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物。
在本实施例中，所述氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物中氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的质量之比为1：1.35。
在本实施例中，所述氨气处理碳纤维为采用低温氨气等离子法对碳纤维进行表面处理后得到的氨气处理碳纤维。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂处理石英粉为采用混合硅烷偶联剂处理后的石英粉；所述混合硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物中硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的质量之比为1：0.38。
在本实施例中，所述抗紫外线剂为水杨酸酯类紫外吸收剂。
在本实施例中，所述抗氧化剂为受阻胺系抗氧化剂。
在本实施例中，所述热稳定剂为有机羧酸的金属盐。
在本实施例中，所述的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份称取聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，并将所述的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物分别进行烘干；然后将烘干后的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，与碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂混合均匀；
B、将混合后的原料送入双螺杆挤出机熔融成复合熔体；
C、将所述复合熔体送入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维。
实施例3：
一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺75份、
聚十二烷酰己二胺10份、
聚偏氟乙烯16份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物28份、
碳纤维7份、
硅烷偶联剂处理石英粉5.6份、
抗紫外线剂4份、
抗氧化剂4份、
热稳定剂4份。
在本实施例中，所述碳纤维为氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物。
在本实施例中，所述氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物中氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的质量之比为1：1.42。
在本实施例中，所述氨气处理碳纤维为采用低温氨气等离子法对碳纤维进行表面处理后得到的氨气处理碳纤维。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂处理石英粉为采用混合硅烷偶联剂处理后的石英粉；所述混合硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物中硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的质量之比为1：0.44。
在本实施例中，所述抗紫外线剂为苯酮类紫外吸收剂。
在本实施例中，所述抗氧化剂为受阻酚系抗氧化剂。
在本实施例中，所述热稳定剂为有机磷化合物。
在本实施例中，所述的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份称取聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，并将所述的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物分别进行烘干；然后将烘干后的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，与碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂混合均匀；
B、将混合后的原料送入双螺杆挤出机熔融成复合熔体；
C、将所述复合熔体送入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维。
实施例4：
一种飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维，所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维由包括以下重量份的原料制成：
聚己二酰己二胺70份、
聚十二烷酰己二胺8.5份、
聚偏氟乙烯14份、
三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物24份、
碳纤维6份、
硅烷偶联剂处理石英粉4.8份、
抗紫外线剂3份、
抗氧化剂3份、
热稳定剂3份。
在本实施例中，所述碳纤维为氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物。
在本实施例中，所述氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的混合物中氟化碳纤维和氨气处理碳纤维的质量之比为1：1.38。
在本实施例中，所述氨气处理碳纤维为采用低温氨气等离子法对碳纤维进行表面处理后得到的氨气处理碳纤维。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂处理石英粉为采用混合硅烷偶联剂处理后的石英粉；所述混合硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的混合物中硅烷偶联剂KH-550和(三氟甲基)三甲基硅烷的质量之比为1：0.41。
在本实施例中，所述抗紫外线剂为苯酮类紫外吸收剂。
在本实施例中，所述抗氧化剂为质量之比为1：0.5的受阻胺系抗氧化剂和磷系抗氧化剂。
在本实施例中，所述热稳定剂为质量之比为1：1的有机磷化合物和酚类化合物。
在本实施例中，所述的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份称取聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物、碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂，并将所述的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物分别进行烘干；然后将烘干后的聚己二酰己二胺、聚十二烷酰己二胺、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，与碳纤维、硅烷偶联剂处理石英粉、抗紫外线剂、抗氧化剂、热稳定剂混合均匀；
B、将混合后的原料送入双螺杆挤出机熔融成复合熔体；
C、将所述复合熔体送入纺丝机，从喷丝板中喷出，形成丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维。
对比例1：
与实施例4的区别在于，没有聚十二烷酰己二胺，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，没有聚偏氟乙烯，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，没有三氟氯乙烯-偏氟乙烯共聚物，其他与实施例4相同。
对比例4：
与实施例4的区别在于，没有碳纤维，其他与实施例4相同。
对比例5：
与实施例4的区别在于，所述碳纤维仅为氟化碳纤维，没有氨气处理碳纤维，其他与实施例4相同。
对比例6：
与实施例4的区别在于，没有硅烷偶联剂处理石英粉，其他与实施例4相同。
对比例7：
与实施例4的区别在于，所述硅烷偶联剂处理石英粉采用的混合硅烷偶联剂仅为硅烷偶联剂KH-550，没有(三氟甲基)三甲基硅烷，其他与实施例4相同。
下面将本发明实施例2至实施例4得到的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维、对比例1至对比例7得到的复合纤维(纤度均为1.5dtex)分别制成飞织鞋面布(克重400g/m
表1
从上表可以看出，本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维制成的飞织鞋面布具有优异的耐磨性能和良好的疏水性能，防水性能好。
此外，参照ASTM D5035条件测试得到本发明的飞织鞋面布用防水耐磨复合纤维(实施例2至实施例4)制成的飞织鞋面布的横向断裂强度在10.8N·mm
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
机译： 化学改性的纤维素非织造布和化学改性的纤维素非织造布的生产方法以及使用所述化学改性的纤维素非织造布生产的纤维素纤维树脂复合材料及其制备方法
机译： 一种新型的鞋面，其鞋面为皮革，布，布或毡，是具有反雷斯巴迪索斯浮雕的鞋底，造型优雅。
机译： 一种纤维素-海绵布的制备方法，纤维素-海绵布及其用途
